研究原子核內(nèi)部的情況時，常用到各種各樣的粒子加速器。圖甲為粒子直線加速裝置的示意圖，它由多個橫截面積相同的金屬圓筒依次排列組成，其軸線在同一直線上，序號為奇數(shù)的圓筒與序號為偶數(shù)的圓筒分別和交變電源的兩極相連，交變電源兩極間的電勢差的變化規(guī)律如圖乙所示。在t=0時，奇數(shù)圓筒相對偶數(shù)圓筒的電勢差為正值。此時和偶數(shù)圓筒相連的金屬圓板（序號為0）的中央有一電子，在圓板和圓筒1之間的電場中由靜止開始加速，沿中心軸線進入圓筒1。為使電子在圓筒之間的間隙都能被加速，圓筒長度的設計必須遵照一定的規(guī)律。若電子的質(zhì)量為m,電荷量為-e,交變電源的電壓為U，周期為T，兩圓筒間隙的電場可視為勻強電場，圓筒內(nèi)場強均為0。不計電子的重力和相對論效應。
（1）求電子進入圓筒1時的速度v1，并分析電子從圓板出發(fā)到離開圓筒2這個過程的運動；
（2）若忽略電子通過圓筒間隙的時間，通過計算說明金屬圓筒的長度設計遵循的規(guī)律；
（3）若保持每個金屬圓筒的長度不變，改變交變電源電壓的變化規(guī)律，仍可保證電子每次經(jīng)過圓筒間隙都能被加速。請在圖丙中定性畫出交變電源兩極間電勢差的變化規(guī)律。
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：104引用：1難度：0.4
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1．如圖甲所示為示波管，如果在YY′之間加如圖乙所示的交變電壓，同時在XX′之間加如圖丙所示的鋸齒形電壓，使X的電勢比X′高，則在熒光屏上會看到圖形為（ ?。?img alt="菁優(yōu)網(wǎng)" src="https://img.jyeoo.net/quiz/images/svg/202401/511/c7221446.png" style="vertical-align:middle" />
發(fā)布：2024/12/29 19:30:1組卷：769引用：13難度：0.9 -
2．如圖甲所示，在真空中有一傾角為30°的足夠長光滑絕緣斜面，t=0時刻，一質(zhì)量為m=0.2kg的帶電小滑塊靜放于斜面上，同時，空間加上一個方向平行于斜面的勻強電場，場強大小和方向呈周期性變化，變化規(guī)律如圖乙所示（取沿斜面向上方向為正方向，g=10m/s2），0～2s內(nèi)小滑塊恰能沿斜面向上做勻加速直線運動，加速度大小為10m/s2，求：
（1）小滑塊是帶正電還是負電；電荷量q是多少；
（2）4s內(nèi)小滑塊的位移大?。?br />（3）22s內(nèi)電場力對小物塊所做的功。
發(fā)布：2024/12/29 17:0:1組卷：341引用：5難度：0.9 -
3．如圖甲所示，水平放置的平行金屬板P和Q，相距為d,兩板間存在周期性變化的電場或磁場。P、O間的電勢差UPQ隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示，磁感應強度B隨時間變化的規(guī)律如圖丙所示，磁場方向垂直紙面向里為正方向。t=0時刻，一質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子（不計重力），以初速度v0由P板左端靠近板面的位置，沿平行于板面的方向射入兩板之間，q、m、d、v0、U0為已知量。
（1）若僅存在交變電場，要使電荷飛到Q板時，速度方向恰好與Q板相切，求交變電場周期T；
（2）若僅存在勻強磁場，且滿足B0=，粒子經(jīng)一段時間恰能垂直打在Q板上（不考慮粒子反彈），求擊中點到出發(fā)點的水平距離。2mv0qd發(fā)布：2024/12/29 23:0:1組卷：122引用：2難度：0.4
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